不同肥水用量與施用時期對設施小白菜生長、品質和水分利用效率的影響

摘" " 要：為探明肥料減量下小白菜肥水合理施用時期，以期為高產優質小白菜生產提供技術支持，設置灌水量（W）、施肥量（F）、同生長期不同灌水施肥量（WF）3個因素，利用正交試驗設計L9" "（34）進行生長試驗操作，并增加正常灌水不施肥空白處理（CK），研究不同肥水施用量與施用時期對小白菜生長、品質和水分利用效率的影響。結果表明，當灌水量為正常量的115%、施肥量為正常量的80%，并且小白菜生長前期（0～10 d）灌水施肥量占施用總量的15%、生育中期（11～20 d）和生長后期（21～30 d）各占施用總量的42.5%時，小白菜單株鮮質量最大，為42.80 g，此時植株硝酸鹽積累最少，可溶性糖含量最高，為4.16 mg·g-1，并且水分利用效率高于其他處理。由此可見，在肥料減量20%的情況下，小白菜生長中后期增加灌水施肥量，可以提高小白菜產量，減少葉片硝態氮積累，增加可溶性糖含量，提高水分利用效率。

關鍵詞：肥料減量;小白菜產量;可溶性糖;水分利用效率

中圖分類號：S634.3" " " " 文獻標識碼：A" " " " " DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.12.005

Effects of Different Fertilizer and Water Amount and Time on Growth， Quality and Water Use Efficiency of Pakchoi

JIAO Shengqun1，" LI Jihui1，" ZHANG Lei2， LIU Xueping1， ZHAO Li1， ZHANG Yongtao1

（1. Linyi Academy of Agricultural Sciences， Linyi，Shandong 276012， China; 2. Linyi Meteorological Bureau， Linyi，Shandong 276000， China）

Abstract： In order to investigate the optimal timing for fertilizer and water application for high-yield and high-quality production of pakchoi （Brassica campestris L. ssp. Chinensis Makino） under reduced fertilizer conditions，" three factors were considered：irrigation amount （W）， fertilization amount （F）， and different irrigation and fertilization amount （WF） with the same growth stages.An Orthogonal experimental design L9" "（34） was employed， with an additional control group （CK） receiving normal irrigation without fertilization ， to study the effects of different fertilizer quantities， water irrigation amount and timings on the growth， quality and water use efficiency （WUE） of pakchoi under substrate cultivation conditions. The results showed that when the irrigation amount was 115% of the normal amount and the fertilizer amount was 80% of the normal amount， and the amount of irrigation and fertilization was 15% of the total amount in the early growth stage （0-10 d） 42.5% in the middle growth stage （11-20 d） and 42.5% in the late growth stage （21-30 d）， the single fresh weight of pakchoi peaked at 42.80 g. Additionally， the accumulation of nitrate nitrogen was minimized， while soluble sugar content" maximized at 4.16 mg·g-1. The water use efficiency was higher than other treatments. Therefore，under reduced fertilizer conditions， appropriately increasing the irrigation amount and maintaining consistent application levels in the middle and late stages can enhance pakchoi yield， decrease nitrate nitrogen accumulation， elevate soluble sugar content， and improve water use efficiency.

Key words： fertilizer reduction; pakchoi yield; soluble sugar; water use efficiency

小白菜（Brassica campestris L. ssp. Chinensis Makino）作為常見的綠葉蔬菜，可以一年多茬種植，經濟效益高，種植面積較大，在穩定蔬菜市場供應中發揮了重要作用[1-2]。同時，小白菜需肥量大，多茬種植會從土壤中帶走大量養分，為保證產量，需施用適宜的肥料。目前，小白菜盲目施肥問題嚴重，具體表現為過量施肥、肥料施用比例不合理等，這會造成硝酸鹽污染、小白菜品質安全問題、農田環境問題[3-9]。

小白菜使用基質栽培能夠擺脫對土壤的依賴，避免土傳病害、連作障礙和土壤堿化的問題，可實現小白菜生產節水減肥和肥水精準管理的目標[10]，該方式在全世界范圍內受到歡迎[11-12]。在小白菜基質栽培過程中，人們經常使用大量元素水溶肥，與普通肥料相比，其具有溶解性高、養分全面、配方靈活、養分被作物吸收率高等優點[13]。研究表明[14-18]，大量元素水溶肥能夠改善植株的生長特性，提高小白菜的產量和品質，顯著降低硝酸鹽含量。在氮素肥料適度減量并配施有機肥和生物菌肥情況下，小白菜的硝酸鹽含量降低，VC和粗纖維含量增加，經濟效益提高[11-12，19-22]。

鑒于此，本研究以小白菜為試驗材料，采用基質栽培的方式，在肥料減量的情況下，研究小白菜不同生長時期施用不同肥料與水分用量對其生長的影響，探明小白菜不同生長期適宜的肥料、水分用量和分配量，以期節約肥料，減少栽培成本，為設施小白菜高產優質栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在臨沂設施氣象實驗站（沂南縣雙堠鎮）溫室大棚內進行，壟寬0.25 m，長8 m。供試的小白菜品種為京研快，每株間隔10 cm。供試肥料為諾普豐水溶性復合肥（N∶P2O5∶K2O比例為19∶19∶19），整個生長期正常用量按165 kg·hm-2折算。小白菜正常灌水量（相當于降水量9 mm）為30 d生長期內澆水9次，每次每壟澆水30 000 mL·hm-2。播種與收獲時，基質含水量一致，基質選用青島佳墾仔苗專用基質。

1.2 試驗設計

試驗設置灌水量（W）、施肥量（F）、同生長期不同灌水施肥量（WF）3個因素，灌水量為正常灌水量的115%（W1）、100%（W2）、85%（W3），各處理灌水次數一致;施肥量為正常量的100%（F1）、90%（F2）、80%（F3）;同生長期不同灌水施肥量分為3個水平，這3個水平的生育前期（0～10 d）灌水與施肥量均為整個生育期總量的15%，不同的是生育中后期。WF1水平為生育中期（11～20 d）灌水施肥量為整個生育期總量的55%、生育后期（20～30 d）灌水施肥量為整個生育期總量的30%;WF2水平為生育中期（11～20 d）灌水施肥量為整個生育期總量的30%、生育后期（20～30 d）灌水施肥量為整個生育期總量的55%;WF3水平為生育中期及后期灌水施肥量均為整個生育期總量的42.5%。

通過正交試驗設計L9" "（34）來進行試驗操作，設置正常灌水不施肥為對照（CK），共10個處理，每處理重復3次（表1）。

1.3 測定項目

移栽定植和收獲時，分別測定葉片SPAD值、株高和10株生物量。收獲時，測定硝態氮和可溶性糖含量。硝態氮含量采用水楊酸法測定，可溶性糖含量采用苯酚法測定。

水分利用效率（WUE）公式如下：

WUE = Y/ETa

式中，WUE為水分利用效率（kg·hm-2·mm-1），即小白菜消耗單位面積水量所形成的產量（kg·hm-2）;ETa為作物生育期耗水量（mm）;Y為小白菜產量（kg·hm-2）。

1.4 數據分析

數據應用SAS 9.4軟件進行統計分析，多重比較采用Duncan法，圖形繪制應用Origin 2019軟件。

2 結果與分析

2.1 不同肥水用量與時期對小白菜生長的影響

由表2可知，小白菜定苗后7 d，C6處理的相對葉綠素含量最高;收獲時，C6處理的相對葉綠素含量同樣最高，其余處理均高于CK。由表3可知，定苗后7 d與收獲時，各處理的相對葉綠素含量無顯著差異（Pgt;0.05）。由表2可知，小白菜定苗后7 d，C9處理的株高最高;收獲時，C6處理的株高最高，但各處理的株高差異不大。由表3可知，定苗后7 d和收獲時，各處理的株高之間均無顯著差異（Pgt;0.05）。以上結果說明，不同灌水量、施肥量和施用時期對小白菜的葉綠素含量和株高無顯著影響。

2.2 不同灌水量和施肥量對小白菜產量的影響

由圖1可知，C3處理的單株鮮質量最大，為42.80 g，顯著大于其他處理（Plt;0.05），而C2、C9處理的單株鮮質量最小，僅為19.16、15.13 g，均小于CK，并且C9處理與其他處理差異達顯著水平（Plt;0.05）。這說明C3處理的灌水量、施肥量和施用時期最適宜小白菜的生長。由C2處理結果可知，雖然灌水量和施肥量增加，但灌水和施肥時期不合適，仍會造成小白菜減產。

由表4可知，小白菜鮮質量極差數值由大到小排序為水肥施用時期（13.63）gt;灌水量（8.70）gt;施肥量（4.79）。這說明灌水時間和施肥時期是影響小白菜產量的主要因素，其次是灌水量，施肥量影響程度最小。

2.3 不同灌水量和施肥量對小白菜硝態氮和可溶性糖含量的影響

由圖2可知，C2處理的硝態氮含量最高，顯著高于其他處理（Plt;0.05），可溶性糖含量較低，略高于CK，顯著低于C1、C3、C8處理（Plt;0.05）。C3、C8處理的硝態氮含量最低，而C3處理的可溶性糖含量最高，高于C1、C6、C8、C9處理，也顯著高于其余處理（Plt;0.05）。這說明C3處理的灌水量、施肥量和施用時期最適宜小白菜可溶性糖含量的積累，并且硝態氮積累最少，易于形成高品質蔬菜。

2.4 不同處理的小白菜水分利用效率

由表5可知，C3處理的植株干質量最高，顯著高于其他處理（Plt;0.05）。C3處理的水分利用效率也最高，顯著高于C2、C4、C9處理（Plt;0.05），但與其余處理無顯著差異（Plt;0.05）。C2、C9處理的植株干質量和水分利用效率均低于其他處理。這說明C2、C9處理的灌水量、施肥量和施用時期不利于小白菜的生長。灌水施肥用量最大（C1處理）時，小白菜10株干質量和水分利用效率均比C3處理低。這說明單純加大肥水并不能增加產量，反而降低了水分利用效率。本研究結果表明，C3處理的產量和水分利用效率高，符合小白菜的生長需要。

3 討論與結論

3.1 討論

在小白菜種植中，施用大量元素水溶肥能夠改善植株的生長特性[13-19，23]，提升產量、品質和效益等，與常規施肥相比，增產幅度可達到14.26%[15]。施肥量也顯著影響蔬菜的產量[3]，適量減少化肥施用量并配施有機肥能夠有效改善蔬菜作物的營養品質[3，24]。本研究發現，肥料減量下不同肥水施用量與施用時期對設施小白菜生長具有一定的影響。其中，2個減量施肥處理（C2、C9處理）的產量有所下降，其他處理在增加灌水量或合理分配肥水施用時期的情況下，彌補了因缺少肥料而造成的減產。特別是小白菜生長中后期灌水施肥用量增加的處理顯著增加了產量。

與正常施肥相比，肥料減量施用后，硝酸鹽累積量減少[3， 25～26]。本研究中，肥料減量10%時，C2處理的肥水施用時期對小白菜生長和產量的影響大于肥料減量所帶來的影響，小白菜硝態氮含量增加，其余化肥減量處理的硝態氮含量皆小于正常施肥處理。研究表明，與化肥全量施用相比，無機肥料減量25%+配施固氮生物菌肥模式可使小白菜可溶性蛋白質、可溶性糖和VC含量等品質指標顯著提高[22];無機肥料減量20%+配施有機肥模式可使番茄產量達到最高，并且可溶性糖和VC等品質指標顯著高于CK[24]。本研究中，肥料減量+常規灌水量模式可使小白菜硝態氮含量低于常規灌水施肥量處理，增加可溶性糖含量;肥料減量+適當加大灌水量模式可降低小白菜硝態氮含量，提高可溶性糖含量顯著，增加產量。

研究表明，隨著土壤相對含水量的增加，溫室內櫻桃番茄水分利用效率逐漸降低[27]。灌水方式也影響水分利用效率，采用膜下滴灌方式，大豆水分利用效率可提高50%以上[28]，肥水用量也并非越多越好，適量灌溉和施肥可獲得作物的高產量和高水分利用效率[10]。本研究中，灌水施肥不減量（C1處理）時，小白菜10株干質量和水分利用效率均低于C3處理，并且差異顯著。小白菜生長后期灌水施肥用量比重大時，產量和水分利用效率均低于其他處理。C3處理的施肥量較正常減量20%，灌水量較正常量增加15%，灌水施肥在小白菜生長中后期施用量相同（占整個生育期總量的42.5%），小白菜10株干質量最大，水分利用效率最高，可溶性糖含量也較高。這說明肥料施用與水分灌溉時期會影響作物的產量、品質和水分利用效率[29]。

3.2 結論

本研究結果表明，在設施小白菜基質栽培時，當灌水量為正常量的115%、施肥量為正常量的80%，并且小白菜生長前期（0～10 d）灌水施肥量占施用總量的15%、生育中期（11～20 d）和生長后期（21～30 d）各占施用總量的42.5%時，小白菜單株鮮質量最大，為42.80 g，小白菜硝態氮積累最少，可溶性糖含量最高，為4.16 mg·g-1。由此可見，肥料減量下適當增加灌水量，并且生長中期和生長后期水肥施用量相同（占總施用量的42.5%）時，可增加小白菜的產量，提高品質，節約生產成本。

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基金項目：山東省現代農業產業技術體系蔬菜創新團隊（SDAIT-05-18）

作者簡介：焦圣群（1981—），女，黑龍江樺南人，高級農藝師，主要從事園藝作物栽培技術研究。